高频开关直流电源系统

来源：深圳市佳润达科技有限公司      发布日期：2021-07-16     

微机控制型高频开关直流电源系统（以下简称直流屏）是智能化直流电源产品（具有遥测、遥信、遥控）可实现无人值守，能满足正常运行和在事故状态下对继电保护、自动装置、断路器的分合闸、事故照明及计算机不间断电源等供给直流电源或在交流失电时，通过逆变装置提供交流电源。适用于发电厂、变电站、电气化铁路、石化、冶金、开闭所及大型建筑等需要直流供电的场所，从而保证设备安全可靠运行。

特点：微机控制高频开关直流屏具有稳压和稳流精度高、体积小、重量轻、效率高、输出纹波、谐波失真小、自动化程度高及可靠性高，并可配置镉镍蓄电池、防酸蓄电池及阀控式铅酸式电池，可实现无人值守。

系统的组成
按功能分：交流输入单元、充电单元、微机监控单元、电压调整单元、绝缘监察单元、直流馈电单元、蓄电池组、电池巡检单元等。

按屏分：充电柜、馈电柜及电池柜等。

直流屏工作原理

（1）系统交流输入正常时，两路交流输入经交流切换控制电路选择其中一路输入，并通过交流配电单元给各个充电模块供电。充电模块将三相交流电转换为220V或110V的直流，经整监合在充电模块内部的隔离二极管隔离后输出，一方面给电池充电，另一方面给负载提供正常工作电流。监控部分采用集散方式对系统进行监测和控制，充电柜、馈电柜的运行参数、充电模块的运行参数由数据采集模块采集处理，然后通过串行通讯口把处理后的信息上报给监控模块，有监控模块统一处理后显示在液晶屏上。同时可通过人机交互操作方式对系统进行设置和控制，若有需要还可接入远程监控。监控模块还能对充电模块进行均/浮充控制，限流控制等，以保证电池的正常充电，延长电池寿命。

（2）当控制负荷或动力负荷需较大的冲击电流(如断路器的分、合闸)时，正常浮充运行，交流输入停电或异常时，充电模块停止工作，这时由电池通过硅链系统不间断的给负载供电，监控模块监测电池电压、放电时间，当电池放电到设置的欠压点时，监控模块告警。交流输入恢复正常后，充电模块对电池充电。
（3）当变电所交流中断时，由蓄电池组单独提供直流电源。

充电单元的工作原理：
 （1）充电单元分别由充电和控制高频开关电源模块组成，采用(N+1)冗余设计，〈所谓N+1冗余设计是指：若直流屏满足正常工作需直流输出电流为10A的高频开关模块3台，实际该直流屏配置4台(N+1)，用备份的方式充电模块向蓄电池组进行均充或浮充电〉，控制模块也采用(N+1)冗余设计、用备份的方式向经常性负荷(继电保护装置、控制设备)提供直流电源。这样当其中任一台模块出现故障后，不会影响装置的正常工作，使装置运行的可靠性提高。
 （2）高频开关电源模块的工作原理
高频开关电源模块将50Hz交流电源经整流滤波成为直流电源，逆变部份将直流逆变为高频交流(20KHz～300KHz)，通过变压器隔离，高频经整流和滤波后输出(直流)
 （3）高频开关电源模块的优点
输入、输出的电压范围宽、均流度好、功率密度高、实现N+1备份冗余配置，可靠性高、体积小、重量轻、保护功能强(具有过、欠压告警，温度过高、限流和输出短路保护等)、直流输出指标好(稳压精度≤±0.5%、稳流精度≤±0.5%、纹波系数≤0.1%)、效率高(采用软开关技术)、功率因数高(可达0.99以上)，并可通过智能监控接口(RS232)实现对模块的“三遥”控制(遥测、遥控、遥信)，当监控单元出现故障退出运行时，高频开关模块仍可自主运行。
交流输入单元：交流输入单元通常由两路380V╱50Hz的交流电源互投电路手动或自动选择一路向充电单元供电(另一路作备用电源)，交流输入单元配有防雷电路和三相输入状态监视电路，当缺相或失电时，监视电路启动，自动投切备用电源的同时发出声光报警，并将故障信号通过监控器送往后台和远方遥信装置。